一种自适应调节的负极板回路垫系统技术方案

本发明专利技术提供一种自适应调节的负极板回路垫系统，包括回路垫主体、控制模块及气泵；回路垫主体依次为上TPU膜层（10）、导电层（20）、中TPU膜层（30）、内设压力传感器（41）的凝胶层（40）、内设独立气囊（51）的气囊层（50）、内设导气管（61）的导管层（60）及下TPU膜层（70）。控制模块通过初始压力值获取、压力变化值获取、利用气泵进行针对性初始充气及各个独立气囊（51）的充气量动态微调实现充气量的自适应调整。该系统根据不同患者的体重与姿态对回路垫主体不同位置产生的压力不同，调节各独立气囊（51）的充气量，保证患者舒适感；同时，通过调节各独立气囊（51）的充气量，改善患者的体位和身体支撑点、满足手术需求。满足手术需求。满足手术需求。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应调节的负极板回路垫系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种自适应调节的负极板回路垫系统。

技术介绍

[0002]近年来，关爱健康、关爱环境已成为医学界即社会普遍关注的问题；以病人为中心，为患者提供全方位护理、人性化服务，同时减少医疗浪费及医疗垃圾成为现代医疗企业发展的目标。
[0003]负极板回路垫是一种高科技负极回路产品，其主要应用与电外科手术领域，在手术中为高频电刀提供安全可靠的负极回路，是高频电刀的必备组件之一；其通过将电容技术原理应用于高频电刀回路中的结构设计，使得外科手术更安全、更方便，从本质上避免了烧伤、灼伤的可能性；同时，负极板回路垫通过高分子环保材料的引入，使得产品在提供负极回路的基础上，又具有防压疮、防褥疮、可透X射线的功能。
[0004]然而，由于不同人体具有重量(即体重不同)，现有的负极板回路垫无法根据不同患者进行适应性调整，导致部分体重大的病人躺在负极板回路垫上直接与硬质手术台接触(即负极板回路垫的形变程度不足以缓冲体重大的病人产生的压力)，从而不可避免的出现肌肉僵硬、血管堵塞、甚至压疮等问题，若根据不同病人进行特定的负极板回路垫的制作，其制作成本高、普遍适用性低，严重浪费时间与生产物料，不适用于现代医学的发展理念。同时，由于人体平躺姿态不同(即由于不同人群的习惯造成躺在负极板回路垫的姿态不同、或者由于手术部位的不同造成躺在负极板回路垫的姿态不同)，导致部分负极板回路垫的区域受人体压力过大、部分区域不受压，从而易导致部分区域由于多次受压过大而出现损坏的问题，造成产品使用寿命低，严重制约着负极板回路垫的发展。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种自适应调节的负极板回路垫系统，以解决上述
技术介绍
中所涉及的问题。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种自适应调节的负极板回路垫系统，其特征在于：包括回路垫主体、控制模块以及气泵；所述回路垫主体由上至下依次为上TPU膜层、导电层、中TPU膜层、凝胶层、气囊层、导管层以及下TPU膜层；所述气囊层内均匀分布若干相同大小的独立气囊，所述凝胶层内呈矩形点阵分布若干压力传感器且所述压力传感器与其下层的独立气囊一一对应，所述导管层采用硬质绝缘材料制成、其内对应所述独立气囊设置导气管且所述导气管均嵌入在所述导管层内，所述导气管一端贯穿所述导管层上部且与对应独立气囊底部连通，同一列或同一行的所述导气管另一端贯穿所述导管层侧面且与一主导管连通(若设置为同一列导气管与主导管连通、则将所有的独立气囊按列进行排布；若设置为同一行导气管与主导管连通、则将所有的独立气囊按行进行排布)，所述主导管均与所述气泵连通，所述导气管位于所述导管层外分别设置第一调节气阀，所述主导管上分别设置第二调节气阀；
[0008]所述压力传感器、第一调节气阀、第二调节气阀、气泵与所述控制模块电性连接；所述控制模块根据压力传感器的压力变化值(即躺在负极板回路垫系统上的患者体重与位置会导致压力传感器的压力值变化，本申请通过该压力变化值判断患者的体重与姿态)针对性控制第一调节气阀、第二调节气阀与气泵进行开闭，从而对各个独立气囊进行充气，完成自适应控制，具体为：
[0009]S100、初始压力值获取：当回路垫主体处于初始状态时(即回路垫主体上未躺患者时)，控制模块记录各个压力传感器的值，获得初始压力值P0；
[0010]S200、压力变化值获取：当患者躺在回路垫主体上时，通过控制模块获取患者躺上后的各个压力传感器的压力稳定值P
w
(患者躺在回路垫主体上时，由于患者姿态调整或挪动，会导致患者躺上初期的压力值不稳定，出现巨幅波动；待患者姿态调整完毕时，压力值区域稳定、出现轻微波动，此时的压力值为压力稳定值P
w
)，从而获得各个压力传感器的压力变化值ΔP；
[0011]即ΔP＝|P
w
‑
P0|；
[0012]然后，控制模块根据ΔP是否为0将整个回路垫主体划分为有效区域和边缘区域；
[0013]S300、利用气泵进行针对性初始充气：
[0014]S301、有效区域独立气囊初始充气量：根据压力值的改变量以及整个回路垫主体压力值改变的最大值与最小值获取有效区域独立气囊的初始充气量，具体为：
[0015][0016]式中，Y为独立气囊初始充气量；Y
M
为独立气囊的最大充气量(即独立气囊完全充满时的充气量)，由气囊层的实际情况(即厚度、材质等因素)决定，且各个独立气囊的最大充气量一致；P
min
为回路垫主体所有压力传感器压力值改变量的最小值(即所有压力传感器中ΔP的最小值)；P
max
为回路垫主体所有压力传感器压力值改变量的最大值(即所有压力传感器中ΔP的最大值)；
[0017]S302、边缘区域独立气囊初始充气量：对于边缘区域的独立气囊，获得与其最接近的有效区域独立气囊的初始充气量，以该有效区域独立气囊的初始充气量作为该边缘区域独立气囊的初始充气量；
[0018]S303、对各个独立气囊进行充气：打开气泵并根据初始充气量控制各个第一调节气阀、第二调节气阀的开度，根据步骤S301、步骤S302中各个独立气囊的初始充气量对各个独立气囊进行同步充气；
[0019]S400、各个独立气囊的充气量动态微调：实时计算获得有效区域独立气囊充气量均值u
f
以及有效区域压力传感器均值u
p
(u
p
为对应时刻下的压力传感器均值与初始状态下压力传感器均值之间的均值变换量)，根据有效区域独立气囊充气量均值u
f
的大小、以及有效区域各个独立气囊压力传感器变化值与有效区域压力传感器均值u
p
的关系，改变(增加或减少)对应独立气囊充气量。
[0020]作进一步优化，所述上TPU膜层、中TPU膜层与下TPU膜层的厚度为0.2～0.4mm；所述导电层厚度为0.1～0.4mm；所述凝胶层厚度为5～8mm；所述导管层厚度为3～6mm。
[0021]优选的，所述压力传感器采用陶瓷电容式压力传感器，其厚度小于所述凝胶层厚
度、确保压力传感器嵌入所述凝胶层中。
[0022]优选的，所述导管层采用树脂材料，导气管嵌在硬质的导管层内有效避免患者躺在回路垫主体上时对导气管形成挤压、造成导气管堵塞；所述导气管的直径小于所述导管层厚度。
[0023]作进一步优化，所述步骤S301中独立气囊初始充气量与最大充气量的比值范围为
[0024]作进一步优化，所述步骤S303中控制根据初始充气量控制各个第一调节气阀、第二调节气阀的开度的方法具体为：
[0025]S3031、获取气泵初始总充气量：
[0026]首先根据一根主导管上连接n根导气管(即n个独立气囊)获取每一列或每一行的主导管的初始充气量Y
A
：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应调节的负极板回路垫系统，其特征在于：包括回路垫主体、控制模块以及气泵；所述回路垫主体由上至下依次为上TPU膜层(10)、导电层(20)、中TPU膜层(30)、凝胶层(40)、气囊层(50)、导管层(60)以及下TPU膜层(70)；所述气囊层(50)内均匀分布若干相同大小的独立气囊(51)，所述凝胶层(40)内呈矩形点阵分布若干压力传感器(41)且所述压力传感器(41)与其下层的独立气囊(51)一一对应，所述导管层(60)采用硬质绝缘材料制成、其内对应所述独立气囊(51)设置导气管(61)且所述导气管(61)均嵌入在所述导管层(60)内，所述导气管(61)一端贯穿所述导管层(60)上部且与对应独立气囊(51)底部连通，同一列或同一行的所述导气管(61)另一端贯穿所述导管层(60)侧面且与一主导管(62)连通，所述主导管(62)均与所述气泵连通，所述导气管(61)位于所述导管层(60)外分别设置第一调节气阀(610)，所述主导管(62)上分别设置第二调节气阀(620)；所述压力传感器(41)、第一调节气阀(610)、第二调节气阀(620)、气泵与所述控制模块电性连接；所述控制模块根据压力传感器(41)的压力变化值针对性控制第一调节气阀(610)、第二调节气阀(620)与气泵进行开闭，从而对各个独立气囊(51)进行充气，完成自适应控制，具体为：S100、初始压力值获取：当回路垫主体处于初始状态时，控制模块记录各个压力传感器(41)的值，获得初始压力值P0；S200、压力变化值获取：当患者躺在回路垫主体上时，通过控制模块获取患者躺上后的各个压力传感器(41)的压力稳定值P
w
，从而获得各个压力传感器(41)的压力变化值ΔP；即ΔP＝|P
w
‑
P0|；然后，控制模块根据ΔP是否为0将整个回路垫主体划分为有效区域和边缘区域；S300、利用气泵进行针对性初始充气：S301、有效区域独立气囊(51)初始充气量：根据压力值的改变量以及整个回路垫主体压力值改变的最大值与最小值获取有效区域独立气囊(51)的初始充气量，具体为：式中，Y为独立气囊(51)初始充气量；Y
M
为独立气囊(51)的最大充气量，由气囊层(50)的实际情况决定，且各个独立气囊(51)的最大充气量一致；P
min
为回路垫主体所有压力传感器(41)压力值改变量的最小值；P
max
为回路垫主体所有压力传感器(41)压力值改变量的最大值；S302、边缘区域独立气囊(51)初始充气量：对于边缘区域的独立气囊(51)，获得与其最接近的有效区域独立气囊(51)的初始充气量，以该有效区域独立气囊(51)的初始充气量作为该边缘区域独立气囊(51)的初始充气量；S303、对各个独立气囊(51)进行充气：打开气泵并根据初始充气量控制各个第一调节气阀(610)、第二调节气阀(620)的开度，根据步骤S301、步骤S302中各个独立气囊(51)的初始充气量对各个独立气囊(51)进行同步充气；S400、各个独立气囊(51)的充气量动态微调：实时计算获得有效区域独立气囊(51)充气量均值u
f
以及有效区域压力传感器(41)均值u
p
，根据有效区域独立气囊(51)充气量均值u
f
的大小、以及有效区域各个独立气囊(51)压力传感器(41)变化值与有效区域压力传感器
(41)均值u
p
的关系，改变对应独立气囊(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：节云峰，谭志大，张凡，
申请(专利权)人：重庆英湃尔医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：